Edificios bacterianos: construyendo electrodos porosos para la generación de corriente utilizando microorganismos electrogénicos

PARRA, RODRIGO; MASSAZZA, DIEGO; ROMEO, HERNÁN; BUSALMEN, JUAN PABLO

Rosario

Congreso; XIII Congreso Latinoamericano y XIV Congreso Argentino de microbiología; 2016

SAMIGE

Lapreparación de soportes para cultivos celulares confinados es un tema deinterés creciente. Cuando se los utiliza para desarrollar microorganismoselectrogénicos, se obtienen electrodos bio-híbridos que permiten transformarenergía química en corriente eléctrica. Sobre la superficie del material se desarrollanbiofilms electrogénicos en los que cada célula está conectada eléctricamente asus vecinas y con el propio electrodo. Sin embargo esta forma de generarcorriente presenta limitaciones que deben ser solucionadas para su aplicacióneficiente. Los biofilms tienen una caída de potencial interna debido a laresistencia intrínseca del material biológico conductor. Esta caída determinaque una parte de las células que los constituyen no puedan contribuir a laproducción de corriente. La estrategia de solución que aquí se presenta es la deaumentar el área de contacto efectiva entre las bacterias y el soporteconductor, generando materiales con elevada porosidad orientada. El objetivode este trabajo fue determinar la arquitectura optima de electrodos cerámicosporosos (modificando el tamaño de poro)  que permita obtener la máxima eficiencia en lageneración de corriente por bacterias electrogénicas, minimizando la estratificaciónfisiológica. Para tal fin se utilizo la técnica de congelamiento direccional enla producción de matrices cerámicas macroporosas orientadas. Se trabajo conlíquidos criogénicos de mayor temperatura que el nitrógeno líquido, paragenerar electrodos con canales de entre 15 y 70 mm de diámetro. Sobre estas plataformasse desarrollaron biofilms de G. sulfurreducens en condiciones electrogénicas.Elincremento en el tamaño del poro (15um, 30um y 70um) condujo a un aumento dehasta 30 veces en la densidad de corriente volumétrica (9,5 ; 18; 21 kA m-3  respectivamente), respecto de laobtenida sobre una barra del material sólido. El resultado es contraintuitivo,porque la corriente aumenta al bajar el área efectiva de electrodo, pero puedeexplicarse si se considera una mayor eficiencia en la comunicación eléctricaentre cada una de las células y el material.